太陽能路燈廠家手把手教你---道路照明路燈如何配光與案例分析
發(fā)布時間：2016/5/9 9:48:46 來源：本站
LED路燈配光是使光線盡可能投射到被照路面各個區(qū)域，取得契合路途照明請求的光散布，LED路燈配光規(guī)劃是不是精確到位是其能否代替?zhèn)鹘y(tǒng)路燈的關鍵要素之一。
LED路燈配光的特色和請求
在路途照明中，假如沒有對LED路燈火源配光，照耀在路面上的光型為面積較大的圓形光斑，會有部分光散落到路面以外而沒有被運用，如圖1(a)所示。
為了滿意對路面的亮度、照度、均勻度的請求，且盡可能使得大部分光都散布在路途面上以進步燈火的運用率，削減不必要的糟蹋，一般需求對LED路燈進行配光，LED路燈輸出的光線照耀在路面上所構成的光型或光斑以矩形為佳，如圖1(b)所示。
圖1 LED路燈配光暗示圖
2：路途照明規(guī)范配光請求
依據(jù)《城市路途照明規(guī)劃規(guī)范》請求，路途照明中路途分為快速路與主干路、次干路、支路，LED路途照明配光請求規(guī)范值應契合表1的規(guī)則。
表1 路途照明規(guī)范值
3：LED路燈的配光曲線
發(fā)光強度的空間散布一般稱為配光曲線。在路燈的下方，光強應是最小，跟著仰角θ添加，光強I添加。
函數(shù)聯(lián)系為：
即配光曲線表達式。路途照明單一燈具的抱負配光曲線暗示圖如圖2所示。
因為光學規(guī)劃復雜性，配光形狀難以完全契合函數(shù)聯(lián)系，能夠減小θ角的投射規(guī)模，削減燈具的距離來得到均勻照度。
一般來說，期望在配光后能完結寬視點的“蝙蝠翼”形配光。
抱負配光曲線
LED路燈配光計劃及剖析
LED路燈的配光計劃在路途照明請求的基礎上進行，一起要思考操控眩光和思考環(huán)境系數(shù)。對路途照明來說，光效和配光曲線是兩個主要參數(shù)，現(xiàn)在LED路燈配光的計劃主要有以下基本形式。
1：LED路燈的一次配光
在功率型LED制作過程中，封裝時選用透鏡技能可進步光功率、削減光輸出丟失、改動光輸出特性，LED的封裝透鏡技能與大功率的LED路燈照明一次配光有必定的聯(lián)系。經(jīng)過杰出的封裝透鏡的規(guī)劃，LED能夠取得較好的光輸出特性。
選用雙頭透鏡封裝的LED配光，能夠?qū)瘟ED的光強輸出曲線改形成“蝙蝠翼”形，以便進一步完結全部路燈全體光強輸出曲線的“蝙蝠翼”形配光。
雙頭透鏡一次配光構造和配光曲線如圖3(a)和圖3(b)所示，該透鏡的規(guī)劃變成其一次配光中心。
圖3 雙頭透鏡封裝的LED配光構造和配光曲線暗示圖
2：LED路燈的二次配光
對LED路燈中的大功率LED選用透鏡或反光器進一步改動輸出光特性，即為LED路燈的二次配光。
LED路燈的二次配光主要有以下狀況。
選用全反射透鏡的LED二次配光。光由相對光密介質(zhì)射向相對光疏介質(zhì)，當入射角大于臨界角時可發(fā)作全反射，運用這一原理規(guī)劃軸對稱全反射透鏡。
例如，使得光束角改動為±30°規(guī)模內(nèi)，有利于進一步的配光規(guī)劃。全反射透鏡如圖4所示。
選用自在曲面透鏡的LED二次配光。該規(guī)劃中，選用了XY軸方向上非對稱長方形配光的自在曲面光學元件。
例如，在X軸上發(fā)生±60°的均勻散布的配光，滿意路途的長度方向的照明請求，在Y軸上發(fā)生±30°均勻散布的配光，得到具有矩形光照作用的LED“蝙蝠翼”形配光。
自在曲面規(guī)劃中經(jīng)過包含有微分方程法、多參數(shù)優(yōu)化法、多外表一起規(guī)劃法和剪切法來取得光源光線散布與照明方針面光線散布匹配。自在曲面透鏡如圖5所示。
全反射透鏡
自在曲面透鏡
選用外置透鏡和反光器的LED二次配光。挑選適宜的透鏡和拋物面的反光器，使出射光線滿意必定的請求。外置透鏡和反光器聯(lián)系如圖6所示。
外置透鏡和反光器的LED暗示圖
3：LED路燈的三次配光
LED路燈的三次配光是在大功率LED一、二次配光完結的基礎上，經(jīng)過對多個LED(單元模組)疊加和空間擺放完結，以滿意路途照明均勻亮度、均勻照度和均勻度的請求。
三次配光有以下幾種方法：
（1）平面式配光
LED路燈規(guī)劃時選用XY方向非對稱的矩形配光的自在曲面光學元件(透鏡或反光杯)，因為矩形配光在單個LED光學元件上已完結，所以全部LED路燈只需將該LED模組擺放在平板上即可。圖7(a)為LED路燈的平面式配光暗示。
（2）弧面式配光
多個LED擺放構成一個LED模組，LED模組上的LED是選用軸對稱的全反射的透鏡或反光杯進行配光的，經(jīng)過透鏡或反光杯配光的輻射角寬度足以覆蓋路途寬度。
將LED模組擺放在弧面上，如圖7(b)所示，經(jīng)過調(diào)整弧面能夠在路途方向上發(fā)生近乎于矩形光型。
LED路燈的三次配光暗示圖
（3）多折面式配光
LED光線具有杰出的方向性，為取得較好的路途配光，別離規(guī)劃各組的LED投射方向負責照耀各自區(qū)域，較為簡略的方法是選用V字型面方法。
在多折面式配光規(guī)劃時，路燈中各組的大功率LED別離安裝在不一樣平面上，經(jīng)過調(diào)整各組相對視點來取得路燈的光輸出特性和近似矩形照明作用，滿意路途照明規(guī)范中的請求。
為多折面式LED路燈暗示圖。
（4）反光杯式配光
經(jīng)過LED反射器的規(guī)劃來取得路燈燈火的輸出特性。為單個LED單獨規(guī)劃XY軸方向非對稱的反射器，此計劃類似于平面式配光，不一樣的是運用自在曲面反光器，使其取得光輸出接近于“蝙蝠翼”形，規(guī)劃多個反射器并擺放相同能夠得到較好的路途照明作用。
4：LED路燈配光計劃剖析
不管采納何種技能手段或計劃，就LED路燈配光來說，其光輸出特性滿意夜間路途照明規(guī)范請求，該技能或計劃具有杰出的運用價值。上述配光各有優(yōu)缺點，如表2所示。
一種LED路燈配光計劃往往需求進行屢次配光的組合和重復規(guī)劃，以到達路途照明的規(guī)范。
如LED一次配光(透鏡封裝)和燈具的二次配光的組合、LED的二次配光單元和燈具的三次配光的組合、LED路燈的反射器二次配光等。
表2 配光計劃的對比
現(xiàn)在，功率型白光LED正朝著單片大功率的方向開展，因為芯片散熱瓶頸制約，選用多芯片組合封裝的單片大功率LED的散熱相對艱難，光效相對較低。
歸納思考封裝、散熱、光效、顯色等要素，一般挑選單個LED功率在1瓦至數(shù)瓦、光效為90~100lm/W的產(chǎn)品，經(jīng)過多粒陣列混聯(lián)方法來到達全體功率請求，LED路燈配光方面則經(jīng)過在同一平面合理擺放具有較好一次配光的LED，并對該平面的LED全體使用自在曲面光學元件(透鏡或反光杯)進行二次配光，以到達路途照明配光請求。
該計劃削減了LED路燈全體的配光次數(shù)，即削減了LED輸出光的丟失，進步了燈具的功率；簡化了燈具的相對規(guī)劃、加工難度；確保了路面均勻度、照度、光型；便于全體規(guī)劃。
